随着汽车行业在工业领域中的不断壮大和发展,汽车排放造成的环境污染问题受到人们的日益重视,而世界各国制定的汽车尾气排放法规也日趋严格,世界能源极度紧缺,再加上人们对汽车市场的需求性和依赖性也越来越大,因此,汽车的节能和排放控制成为了世界所关注的问题,特别是汽油机在瞬态工况下,实现有效地节能与排放控制,对提高汽车的燃油经济性和降低污染物的排放有着非常重要的社会意义及工程应用价值。在本文研究过程中,首先,以汽油机瞬态空燃比控制器为研究对象,通过对瞬态空燃比控制器进行理论研究及性能分析,找出进气流量预测值、油膜参数和喷油脉宽等可控参数对汽油机瞬态空燃比控制器产生控制偏差的原因;其次,利用控制器自身的混沌优化算法和非线性预测组合优化方法,分别建立进气流量预测参数优化子模型和油膜参数优化子模型,利用多目标优化方法建立喷油脉宽优化子模型,对三种子模型进行整合计算,从而建立汽油机瞬态空燃比控制器参数优化模型;然后,通过Matlab/Simulink软件建立汽油机瞬态空燃比控制器参数优化仿真模型,对嵌入参数优化模型前后进行汽油机加、减瞬态工况仿真实验,对比分析进气流量预测参数、油膜参数、喷油脉宽参数和瞬态空燃比的仿真结果,验证仿真模型的可行性和有效性;最后,搭建发动机实验台架,检测模型的应用效果,将参数优化模型通过代码的形式刷写到发动机电控单元ECU中,结合发动机实验平台,进行在环应用测试,对发动机加速瞬态工况进行功率、油耗、排放和空燃比对比实验,通过测试结果分析,验证本文所建立的汽油机瞬态空燃比控制器参数优化模型能够成功应用于实际工况,有效地实现空燃比的最优控制及提高汽油机动力性、经济性和排放特性。仿真对比及台架试验结果表明:汽油机在加、减速瞬态工况下,瞬态空燃比控制器参数优化模型能够对进气流量预测值、油膜参数和喷油脉宽参数进行最优控制,瞬态空燃比能够有效地逼近理论空燃比,同时具有较高稳定性,可进一步降低瞬态空燃比的控制误差,从而提高汽油机的动力性、经济性和排放性。